基于无线网络的多点信息采集系统设计
1绪论
1.1 研究的背景
21世纪，科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的一个主流，广泛地深入到研究和应用工程的各个领域。
温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一。温度的变化会给我们的生活、工作、生产等带来重大影响，因此对温度的测量至关重要。其测量控制一般使用各式各样形态的温度传感器。随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输及处理的功能器件，温度传感器的作用日显突出，已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
1.2 研究的目的和意义
在测控系统中，数据通信可以采用有线的方式，但在一些地理条件复杂，线路架设困难的场合，无线方式就显出了优势。目前，短距离无线通讯方式主要有两种：红外技术和工作于ISM频段的射频技术，其中ISM频段的射频技术又分为普通RF(Radio Frequency)，蓝牙技术，HomeRF技术等[12]。红外技术的缺点是红外方向性强，通信距离较短，不能有遮挡物等。而与普通RF技术比，蓝牙技术和HomeRF不仅技术复杂度高，软硬件设计及其协议编程复杂，而且传输距离相对较近。目前国内外已经开发出各种基于RF技术的无线数据传输模块，其显著特点是：所需外围元件少，设计方便。本文从低功耗、小体积、使用简单等方面考虑，基于射频CC1100和数字温度传感器DS18B20设计了一个多点无线测温系统，整个系统由数字温度传感器DS18B20进行多点温度数据采集，并通过数码管将数据显示出来，同时可以通过RS-232串口将数据发送给PC[12]。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展，我们现在完全可以运用单片机来代替人工测量,这样既省时又省力。
本设计采用STC89C52单片机作为控制核心，提出了一种基于DS18B20的
多点温度测控系统，并通过无线模块使主从单片机间进行通信。单片机通过实时
监控温度的变化，在LCD1602字符型液晶显示器上显示各节点温度的数值，从
而通过远程来实现对整个温度系统的管理和控制[9]。这种分布式温度测量系统具
有成本低廉、传感精度高、系统稳定、易于管理等优点。
2 系统方案设计
2.1 设计的基本要求
利用STC89C52单片机，DS18B20和CC1100模块设计了一个基于无线数据传
输方式的多路温度采集信息采集与传输系统，基本要求如下：
第一，实现多路温度的实时采集能；
第二，温度通过数码管显示；
第三，通过无线方式实现多路温度数据的采集与传输；
2.2 硬件设计
无线测温系统主要可分为主机系统和从机系统两大部分。从机系统包括微控
制器及射频发送单元、显示单元、传感器采集单元；主机系统主要是微控制器及
射频接收单元。主机与从机的CPU 都是使用STC89C52单片机，从CPU 负责采集
温度数据，同时进行数据处理以及数据显示；其中主CPU 与从CPU 的通讯采用
CC1100进行无线方式发送和接收，从CPU 和PC 机之间的通信采用RS232标准接
口。系统结构图如图1所示：
3系统硬件设计
3.1 系统功能模块划分
系统整体硬件设计包括从机系统硬件设计和主机系统硬件设计，其框图分别如图2，图3所示：
从机系统包括DS18B20传感器输入电路，CC1100发送电路和LED数码管显示电路，利用STC89C52单片机作为核心控制器，通过一个DS18B20器件实现温度的实时采集，在实际应用中，可以使用多个DS18B20传感器实现对多路温度数据的采集，接收到数据后，单片机将温度信息通过数码管显示出来，CC1100将采集的多路温度数据发送出去[5]。
主机系统硬件部分主要通过CC1100接收温度数据，并将温度数据传送给单片机，单片机通过RS-232接口和PC进行通信。
图2 从机系统框图
图3 主机系统框图
3.2 主控单元设计
3.2.1 主控芯片STC89C52功能分析
在本系统中，主控模块居于非常重要的地位。它是整个系统的中枢，系统运行所需的每个操作指令都要由其发出。它一方面控制着测温模块进行温度信息的采集，另一方面也控制着射频模块的发射及接收工作。最重要的是，由测温模块所采集到的温度信息必须经由主控模块的处理才能通过发射模块进行传输，从而使整个系统进行正常的运转和工作。针对以上分析本系统主控模块中的单片机芯片采用了STC89C52芯片，此芯片功能强大，能够完全满足系统运行的需求。3.2.2 STC89C52芯片的功能与特点
3.2.2.1 STC89C52的功能描述
图4 STC89C52的引脚图如图所示
STC89C52是一种低损耗、高性能CMOS八位微处理器，片内有8k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入闪烁存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
STC89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程,而且擦写时间仅需10毫秒，不易损坏器件，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围宽（2.7V~6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz～24MHz 之间。STC89C52芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制[7]。P0口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。P3口为多功能口。
3.2.2.2 STC89C52的特点
● STC89C52与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容；
●片内有8k字节在线可重复编程擦写闪烁存储器；
●全静态工作,工作范围：0Hz～24MHz；
●三级程序存储器锁定；
● 512内部RAM；
● 32位双向可编程输入输出线；
●两个16位定时器/计数器；
●五个中断源,两级中断优先级；
●可编程串行通道；
●片内振荡器和时钟电路；
●低功耗的闲置和掉电两种工作方式；
3.3 单元各功能模块设计
3.3.1 测温电路设计
3.3.1.1DS18B20与单片机的接口技术
本系统中采用数字式温度传感器DS18B20。DS18B20能实时采集温度数据, 接收到温度转换命令后,开始启动转换将温度物理量变换为数字信号并以总线方式传送到计算机进行数据处理,单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后。DS18B20可以采用两种供电方式：一种是采用电源供电方式，GND接地，数据线与单片机的I／O口相连；另一种是寄生电源供电方式，此时VDD和GND接地，数据线接单片机I／O口[4]。无论是寄生电源方式还是外部供电方式，I／O口线都要接 4.7 KΩ左右的上拉电阻。这是由于温度转换和写入EEPROM时要求电流较大、持续时间较长，因此要求数据线在此期间要强制上拉。本设计中采用外接电源方式，如图5所示：DS18B20只有三个引脚，一个接地，一个接电源，一个数字输入输出引脚接单片机的I/O口，电源与数字输入输出引脚间接一个4.7K的电阻。
图5 DS18B20与单片机的接口
3.3.1.2 DS18B20的功能特性
1）DS18B20数字温度传感器概述
DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire即单总线器件，具有线路简单、体积小的特点。因此用它来组成一个测温电路，线路简单，在一根通信线可以挂接很多这样的器件，十分方便。
图 6 DS18B20封装结构
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见下图，其引脚功能描述如下：
2）DS18B20产品的主要特点：
●全数字温度转换及输出；
●先进的单总线数据通信；
●12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒，精度可达土0.5℃；
●可选择寄生工作方式；
●检测温度范围为–55℃——+125℃；
●内置EEPROM，限温报警功能；
●64位光刻ROM，内置独一无二的产品序列号，方便多机挂接；
●只要求一个端口即可实现通信；
数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择；
3.3.1.3 测温原理
1) DS18B20的工作过程
①初始化；
②ROM命令跟随着需要交换的数据；
③功能命令跟随着需要交换的数据；
访问DS18B20必须严格遵守这一命令序列，如果丢失任何一步或序列混乱，DS18B20都不会响应主机（除了Search ROM和Alarm Search这两个命令，在这两个命令后，主机都必须返回到第一步。)
2） DS18B20 测温原理如下图所示
图7 DS18B20的测温原理
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用来向计数器1提供固定频率的脉冲信号。高温度系数晶振的振荡频率受温度影响较大,随温度的变化而明显改变,其产生的信号作为计数器2的脉冲输入,用于控制闸门的关闭时间。初态时,计数器1和温度寄存器被预置在与-55℃相对应的一个基值上。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,在计数器2控制的闸门时间到达之前,如果计数器1的预置值减到0 ,则温度寄存器的值将作加1运算,与此同时,用于补偿和修正测温过程中非线性的斜率累加器将输出一个与温度变化相对应的计数值,作为计数器1的新预置值,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环,直到计数器2控制的闸门时间到达亦即计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度[1]。
3.3.2 无线发送和接收电路的设计
3.3.2.1 C1100基本特性
1） NewMsg-RF1100单片机无线收发器由一个完全集成的频率调制器、一个带解调器的接收器、一个功率放大器、一个晶体振荡器和一个调节器组成。工作特点是自动产生前导码和CRC可以很容易通过SPI接口进行编程配置，电流消耗低。 RF1100通过SPI接口与单片机通讯，因此必须首先了解SPI接口。
SPI概念：SPI外围串行接口由四条线构成：
MOSI 主机输出从机输入（主机写操作）
MISO 主机输入从机输出（主机读操作）
SCK 串行时钟信号，由主机控制
CSN 片选信号，低电平有效
图 8 CC1100模块图
2）NewMsg-RF1100基本功能特性：
● 315、433、868、915Mh的ISM 和SRD频段
● 最高工作速率500kbps，支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式
● 高灵敏度（1.2kbps下-110dDm）
● 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制
● 较低的电流消耗（RX中，15.6mA，2.4kbps,433MHz）
● 可编程控制的输出功率，对所有的支持频率可达+10dBm
● 支持低功率电磁波激活（无线唤醒）功能
● 支持传输前自动清理信道访问（CCA），即载波侦听系统
● 快速频率变动合成器带来的合适的频率跳跃系统
● 模块可软件设地址，软件编程非常方便
● 标准的DIP间距接口，便于嵌入式应用
● 单独的64字节RX和TX数据FIFO
3.3.2.2 电路设计
CC1100模块主要是进行温度数据采集和无线发送；其中CC1100有两种工作模式和两种节电模式。
1）模式控制
该模式由TRX_CE、TXEN、PWR组成来控制RF1100的四种工作模式：掉电和SPI 编程模式；待机和SPI编程模式；发射模式；接收模式，各种模式见下表：
表2 各种模式的控制模式
2） Shock Burst TX模式中,MCU按时序把接收机的地址和要发送的数据通过SPI 接口传送给CC1100,首先MCU置高TRX -CE和TX-EN来激活CC1100发送；然后CC1100自动产生前导码和CRC校验码,数据就绪输出信号通知MCU数据传输已经完成；最后设置TRX-CE为低,CC1100结束数据传输并自动进入standby模式。当TRX-CE为高、TX-EN为低时,CC1100进入Shock Burst RX模式[11]。当一个有效的数据包接收到后,CC1100自动移去前导码、地址和CRC校验位,然后把数据准备就绪引脚( DR)置高,通知MCU数据传输已经完成。MCU以设定的速率通过SPI接口读出有效数据,并把TRX-CE 置低,CC1100进入空闲模式。引脚图如下：
图7 CC1100模块引脚图
表2 各引脚的功能说明
3.3.3 接口电路设计
接口单元是为了方便控制系统和PC 的通信，RS-232C 接口通向外部的连接
器是一种标准的“D”型保护壳的25针插头，但是在通信时，并非所有的主信道
组的信号脚都要连接上。在微机通信中，通常使用的RS-232接口信号只有9根
引脚(如图8) ，连接上这9根引脚线，便可实现正常的串行通信[10]。这9根引
脚的定义见表3。
图8 DB-9针串口引脚图
表3 DB-9引脚功能说明
由于STC89C52串行口为TTL电平，可采用RS-232接口，使用MAX3232芯片为电平转换驱动，实现RS-232电平与TTL电平之间的转换，通信速率为9600波特率，数据5秒传输一次。电路图如图9所示：
图9 接口电路
3.3.4 键盘电路设计
键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按
下键时它才闭合。这种键盘结构能够有效的提高单片机系统中I/O口的利用率。
它的连接图和产生的抖动波形如图10所示。
图10 键盘连接图及产生的抖动波形
3.3.5 显示电路设计
3.3.5.1 温度显示工作原理
LCD1602可以采用两种方式与单片机连接，一种是采用8位数据总线D0—D7，和RS、R/W、EN三个控制端口；另一种是只用D4-D7作为四位数据分两次传送。本实验将使用并采用八位数据方式来控制1602显示，如图11所示:
图11 STC89C52与LCD1602接口电路图
进行LCD设计主要是LCD的控制/驱动和外界的接口设计。控制主要是通过接口与外界通信、管理内/外显示RAM，控制驱动器，分配显示数据；驱动主要是根据控制器要求，驱动LCD进行显示[9]。控制器还常含有内部ASCII字符库，或可外扩的大容量汉字库。
STC89C52的P0.7与LCD1602的使能端E相连，P0.6读写选择端与R/W相连，P0.5与RS相连，当使能端使能时，再通过命令端来控制读数据、写数据、写命令。控制P2端口与LCD1602A的数据端口相连，传输数据
3.3.5.2 LCD1602的性能参数
LCD1602A的管脚排列如下图，它共有16个脚，各引脚功能如下：
图12 LCD1602引脚图
VSS：电源地； VDD：电源正极；
VL：液晶显示偏压信号，对比度调整端，接地时最高，接正电源时最低，可接10K电位器调整；
RS：寄存器选择，高电平选择数据寄存器低电平选择指令寄存器；
R/W：读/写选择，高电平读操作，低电平写操作；
E使能信号：当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；
BLA：背光源正极；BLK：背光源负极；D0~D7：数据端口；3.3.5.3 芯片的主要技术参数及应用配置
表4 LCD1602A主要技术参数
表5 LCD1602A接口信号说明
表6 1602A显示模式
4 系统软件设计
4.1 系统软件设计方案
本系统采用C语言编写，主程序主要由四部分构成,系统通电后首先初始化系统,依次完成温度采集、温度处理、数据发送、数据显示等四项功能。温度采集部分主要完成2个温度测试点的温度数据采集任务；温度处理部分主要是将采集到的温度数据用单片机进行处理然后从发射模块把处理后的数据发送出去；数据显示部分主要实现温度数据的显示，显示方式根据设计要求支持1到3个温度测试点的轮流循环显示和固定显示两种模式；通过串口通信实现用户与系统之间的交互。
图13 系统软件总流程图
主机系统软件结构主要是CC1100初始化及射频接收函数、串口通信函数等。
从机系统结构流程图：
从机系统软件结构主要有以下几个关键函数：DS18B20初始化及温度采集函数、CC1100初始化及射频发送函数、数据显示函数等。从下图所示可以看出各文件间的调用关系。下面简要介绍一下各个程序文件的功能：
主程序文件（main.c）:实现系统的初始化，整个系统的运行控制;
LCD显示函数（LCD.asm）:包含显示的端口初始化，显存的刷新，LCD的闪烁等;
CC1100发送函数（fasong.c）:包含了nRf905的初始化，发送温度数据; DS18B20驱动函数（ds18b20-driver.c）：启动DS18B20测温，并读取测温结果; 中断服务函数（ISR.asm）：系统的显示刷新，温度数据发送均通过中断完成;
图14 从机系统软件结构
从机系统主程序如图14所示：主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DS12B20的测量温度值以及启动CC1100发送
图15 从机系统主程序流程图
4.2 各功能模块程序的设计
4.2.1 温度采集程序程序设计
先需将DS18B20进行初始化，其初始化流程图如图15所示；如果DS18B20初始化成功，将会返回‘1’，否则返回‘0’。读出温度子程序的流程图如图16所示；它的主要功能是读出RAM中的9个字节，在读出时须进行CRC校验，校验
有错时不进行温度数据的改写。
4.2.2CC1100发射及接收程序设计
CC1100发射模式如图18，CC1100接收模式如图19所示。
4.2.2.1发射模式
当MCU有数据需要发往规定节点时，接收节点的地址（TX-address）和有效数据（TX-payload）通过SPI接口传送给高频头；MCU设置TRX_CE，TXEN为高来启动传输；当AUTO_RETRAN被设置为高，高频头将连续地发送数据包，直到TRX_CE被设置为低；当TRX_CE被设置为低时，高频头结束数据传输并将自己设置成待机模式。
基于物联网的温湿度信息采集系统设计
兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 物联网综合应用实践课程设计 题目：基于物联网的温湿度信息采集系统设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
基于物联网的温湿度信息采集系统设计 摘要 基于物联网的无线传感网络是多学科的高度交叉，知识的高度集成的前沿热点研究领域。它通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端无线传感器网络的特性决定了其不需要较高的传输带宽，而要求较低的传输延时和极低的功率消耗。IEEES02．15．4／ZigBee 技术是近年来通信领域中的研究热点，具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活等优势，逐渐成为无线传感器网络事实上的国际标准。 此次课设设计并实现了用无线传感器网络构成的分布式温度湿度监控系统。 关键词：物联网、信息采集、SHT10、串口通信
正文： (4) 一、前言 (4) 二、基本原理 (5) 2.1 SHT10引脚特性 (5) 2.2 温湿度传感器模块 (8) 2.3 CC2530串口通信原理 (9) 2.4 Zig Bee 简介 (10) 三、系统分析 (16) 四、详细设计 (18) 4.1硬件设计 (18) 4.2 软件设计 (21) 4.3 设计结构图 (21) 4.4 代码 (22) 总结 (33) 参考文献 (34)
正文： 一、前言 物联网系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统。随着生活水平的提高和科学技术发展的需求，人类对环境信息的感知上有了更高的要求，在某些特殊工业生产领域和室内存储场合对环境要求显得特别苛刻；随着物联网技术的发展，为环境环境检测提供了更进一步的保障。 基于物联网的环境信息采集系统包含感知层、传输层、应用层三个层面；传输层常见的有温湿度、烟感、一氧化碳、压力等物联网传感器模块，传输层包括有线通信和无线通信两部分，应用层包括各种终端。 在室内环境监测领域，以物联网技术为基础，结合ZigBee 技术可以实现、准确、完整、可靠的反应环境信息，做到实时监控。 基本原理： 湿度传感器和温度传感器采集到数据后，通过给RS232串口增加ZigBee功能，替代设备电缆线进行无线传输,串口传输设计为双向全双工，无硬件流控制，强制允许OTA(多条)时间和丢包重传。本次课设采用的senser节点中烧写EndDeviceEB程序，
电力用户用电信息采集系统设计方案3
第1章通信信道及接口 通信网络主站、采集传输终端、电能表，是信息交互的承载体。通信网络的主要方式有光纤通信、230MHz无线通信、公网无线通信、载波通信等。 图 1. 远程、本地通信说明图 远程通信是指采集终端和系统主站之间的数据通信。可分为专网通信及公网通信。 本地通信是指采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信，在本系统中主要集中器和采集器、集中器和电能表、采集器和电能表之间的通信。 1.1通信信道建设原则 通信通道的建设以满足系统需求为出发点，综合考虑技术成熟、实时性、通信安全、分布围、系统可维护、工程建设简易、造价经济以及面向企业发展等因素，根据各网省公司的现实情况选择组件通信网络平台，为低压集抄系统提供稳
定可靠的数据交互通道。 1)易于安装 指通信网络中相关的设备在初次安装、故障或周期轮换时，安装和参数配置 的难易程度。主要表现在各种设备的即插即拔特性和网络系统自适应能力上。 2)易于维护 指当系统应用需求发生变更时，计量仪表和系统维护的难易程度。如因价格 体系或结算周期发生变更时，造成的费率结构和冻结时间在线或离线调整。 3)系统兼容性 指对采集系统中各种采集和传输终端通信方式的兼容性，以及能够适应未来 通信技术的不断发展。 4)标准化的接口 通信网络系统各个设备之间的互联接口应采用标准接插件或者是事实上的 标准接插件。 5)一体化通信 通信网络系统是采集主站、采集终端、计量表计之间通信的载体，由于管理需求和用户性质的不同，三者之间能够采用的通信信道媒介差别很大，为保持主站系统的数据采集功能的专一性，建立一体化的通信机制，保证采集主站可以通 过标准的统一的方式透明地和采集终端和计量表计通信。 6)经济性 通信网络系统在满足系统需求和立足长远发展的基础上，所选用的网络系统应该具有相对好的经济性。 为适应各种通信方式的需要在主站数据采集服务器和集中器之间建立一个通信平台。通信平台以网桥的形式存在，综合处理转换采集服务器和远程通信网络之间的信息交换。 通信平台和主站采集服务器之间以IP网络方式相连接，通信平台经过处理转换之后根据远程网络情况采用适应的方式和集中器通信。实现采集服务器和集
电力用户用电信息采集系统工程建设实施方案
电力用户用电信息采集系统2010年工程建设实施方案 江苏省电力公司 二〇一〇年二月
1 概述 1.1 编写目的 电力用电信息采集系统2010年工程建设实施方案，是在遵循国家电网公司“电力用户用电信息采集系统”各类设计成果的基础上形成的文档，用以明确用电信息采集系统建设的目标及范围，确定项目的组织方式和组织结构，明确项目各阶段目标以及各工作领域的工作内容，确定合适的项目管理过程和管理办法，并确立项目执行、监督、控制的方式和方法。 1.2 项目背景 建设“电力用户用电信息采集系统”（以下简称“采集系统”），实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为“SG186”信息系统提供基础数据；实现电费收缴的全面预控，为智能电费结算等营销业务策略的实施提供技术基础，为推进双向互动营销、实施更具竞争力的市场营销策略、优化完善营销业务奠定基础。从而为企业经营管理各环节的分析、决策提供支撑，提升快速响应市场变化、快速反映客户需求的互动能力。 国网公司对采集系统建设要求是按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，实现电力客户用电信息采集的“全覆盖、全采集、全费
控”。 加快采集系统建设是推进“两个转变”、实施“三集五大”的必然选择，是统一坚强智能电网建设的重要内容，是支撑阶梯电价执行的基础条件，加强精益化管理、提高优质服务水平的必要手段，是延伸电力市场、创新交易平台的重要依托。 加快采集系统建设，已成为建设“大营销”体系和统一坚强智能电网，实现公司发展方式和电网发展方式转变的必然要求。 1.3 建设目标 总体目标 依据国网公司用电信息采集系统建设的总体规划，利用5年时间（2010～2014），建设建成电力用户用电信息采集系统，覆盖公司系统全部用户、实现用电信息实时采集、全面支持预付费控制，即“全覆盖、全采集、全费控”。 具体目标 根据国网公司项目核准，2010年应完成475万户居民用户的用电信息采集系统建设，实现用户用电信息的全面准确采集，全面支持阶梯电价、预付费业务。 1.4 建设原则
数据采集系统的设计
摘要 数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 本课程设计对数据采集系统作了基本的研究。本系统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方法。 关键字：数据采集、A/D转换、模拟量。数字量、串行通信
数据采集系统的设计 1 设计内容及要求 设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 要求：①选择合适的芯片；②设计原理电路（包含译码电路）；③编制数据采集的程序段；④编制数据通信程序段；⑤撰写设计说明书。 2 数据采集系统原理及实现方案 本课设是设计一个数据采集系统，系统要采集10路模拟量(10位精度)，20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串行通讯方式RS485向一台工控机传送。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。硬件设计应用电子设计自动化工具，数据采集原理图如图1所示： 图1 数据采集原理图 由原理图可知，此设计主要分三大部分：模拟量的输入采集，数字量的输入采集，从机向主机的串行通信。 信号采集分析：采集多路模拟信号时，A/D转换器前端需加采样/保持(S/H)电路。待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波
等环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。
用电信息采集系统的设计与实现 陈静
用电信息采集系统的设计与实现陈静 摘要：在电力企业的工作当中，电力营销属于重要的组成部分，也是影响电力企业工作效率的关键。传统电力营销当中，大多采取人工用电信息采集，不但耗费大量人工，工作效率也普遍较低，不利于用电服务的提升。近年来，随着人们生活水平不断提升，对用电服务和用电量的需求也越来越大，在这种情况下，电力用户数量增多，需要收集的用电信息也逐渐增加，传统用电信息采集方式已经难以满足用户的需求，因此，为了更好的保证用电服务质量，电力企业应该将更加智能与新型的用电信息采集方式运用其中，提高工作效率。 关键词：用电信息；营销管理；采集系统 随着最近几年科技的不断进步，许多设备以及设施都需要用到电力，导致最近几年电力的消耗呈现出增长的趋势。这样对于用电营销管理工作的工作量急剧的增加，为了适应时代的发展，各种智能设备广泛应用在用电系统当中。这样不但对于用电客户进行比较合理的智能化服务，同时也可以提高营销的工作水平以及服务质量。因此，本文首先对用电信息采集系统进行相关概述，然后探究在电力营销中应用用电信息采集系统的具体策略，以供参考。 1用电信息采集系统概述 用电信息系统主要是指通过一定的方法对用户用电情况进行一个数据层面的采集和分析，具体包括对变压器和终端用户的数据变化进行监控，通过阶段定价的方式，对供电过程中的线路损耗情况以及负载情况进行一个处理和分析，以保证更好的节约用电成本。在电力信息采集系统中，管理者通过收集大量的数据，通过用户电力系统主站电源、传输通道、采集设备电表以及其他的方式为中国的电力用户采集电能。然而目前我国的用电信息采集系统并不是完全覆盖的，还存在着缺口，所获得的数据也是不能够很全面的服务用户。首先，电力系统采用的是电负荷管理系统、运行管理系统和电能采集量采集系统，还可以采用低电压集中抄表系统和电能量收集系统。电力促销策略的定位直接影响到市场的波动，需求越大，市场表现的也越来越繁荣。电力企业为了解决自身存在的问题，需要采用积极的销售策略，建立以市场为导向的销售机制，导入新型的管理模式和管理理念，促使电力企业更好更快的发展。通常来说，低电压抄表系统的负载管制系统重点是收集大量的信息，创新电力营销管理模式是战略问题，首先电力企业应该挑起大梁，从战略层面对电力营销管理进行全面的改革，从提高电力营销管理的方式和水平入手。此外，积极拓宽电力营销管理信息渠道，电力营销要解决滞后于电力市场的问题，尽量做到和电力市场同步发展，并建立健全一套完善的电力营销预算、计划、决策、监督及管理体系，更新电力营销的管理模式，也就是说使用电的指数800kVA和630kVA的商业用电和工业用电。 2在电力营销中应用用电信息采集系统的策略 2.1线损管理 在整个电力系统的管理当中，线损管理能够起到一定的效果。首先对于电力系统数据的采集，该系统能够在第一时间掌握各个用户的用电情况，避免了在不同时间段造成的用电误差。通过对于数据的采集以及具体的分析可以很大程度上满足线损的计算要求，进而可以系统的分析导致线损的根本性原因，找出解决的措施。为以后的改进以及重新建设打下比较好的基础，这样有利于线损在管理当中的自动化以及提升线损的实际的管理效率。 2.2远程抄表中的应用
基于嵌入式的室内环境信息采集系统设计
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实践教学
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2013 年秋季学期
嵌入式系统课程设计
题
目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计
专业班级：计算机科学与技术（物联网工程方向） 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩：
目录
题目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计 ....... 1 目录 ..................................................... 2 摘要 ..................................................... 3 关键词 ................................................... 3 前言 ..................................................... 3 系统分析及其设计 ......................................... 4
一、基本原理： ..................................... 4 二、系统方案设计 ................................... 5 三、总体设计 ....................................... 7 四、系统测试 ...................................... 32 总结 .................................................... 32 参考文献 ................................................ 33 致谢 .................................................... 34
多路数据采集系统设计毕业论文
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等
工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异
温湿度采集系统设计
目录 第1章设计意义及要求 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 设计要求 (1) 第2章硬件设计 (2) 2.1 AT89S52芯片介绍 (2) 2.2 液晶显示器LCD1602 (3) 2.2.1 液晶显示原理 (3) 2.2.2 液晶显示器分类 (3) 2.2.3 显示原理 (3) 2.2.4 LCD1602的基本参数及引脚功能 (4) 2.3 温湿度模块DHT11介绍 (6) 2.3.1 DHT11概述 (6) 2.3.2 DHT11传感特性说明 (7) 2.3.3 DHT11封装信息 (8) 2.3.4 串行接口(单线双向) (8) 第3章设计实现 (11) 3.1 设计框图及流程 (11) 3.2 设计结果及分析 (11) 第4章设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)
第1章设计意义及要求 1.1 设计意义 最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，例如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。所以，本课程设计就是通过单片机驱动LCD1602，液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为其他有关设计的基础。如何高效、稳定地对数据（包括温度、湿度光线、压力等项目）进行实时采集对于现代的企业、工厂、研究所等对数据精度要求较高的单位具有非常重要的意义。 1.2 设计要求 本系统设计采用温度和湿度作为采集对象，是以单片机为核心的温度、湿度采集、数字显示系统，用液晶显示出当前温度、湿度的信息。以此了解AT89S52芯片为核心外接温度传感器和湿度传感器模块在液晶显示屏上显示当前的温度和湿度的过程。
电力用户用电信息采集系统
三系统功能 1、术语和定义 1）电力用户用电信息采集系统 是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。包括5类用户和1个公变考核计量点： A类——大型专变用户 B类——中小型专变用户 C类——三相一般工商业用户 D类——单相一般工商业用户 E类——居民用户 F类——公变考核计量点 2）用电信息采集终端 是对各信息采集点用电信息采集的设备，简称采集终端。可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）、分布式能源监控终端等类型。 3）专变采集终端 专变采集终端是对专变用户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。 4）集中抄表终端 集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息, 并可与集中器交换数据的设备。 采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。基本型采集器抄收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。 5）分布式能源监控终端 是对接入公用电网的用户侧分布式能源系统进行监测与控制的设备，可以实现对双向电能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令对分布式能源系统接入公用电网进行控制。
什么是《用户用电信息采集系统》
用户用电信息采集系统 电力用户用电信息采集系统 电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常和电能质量监测、用电分析和管理，具备相关信息发布、分布式能源的监控、智能用电设备的信息交互等功能。 用电信息采集终端 用电信息采集终端是负责各信息采集点的电能信息的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端(包括集中器、采集器)、分布式能源监控终端等类型。 专变采集终端 专变采集终端是专变用户电能信息采集终端，实现对专变用户的电能信息采集，包括电能表数据采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和传输。 集中抄表终端 集中抄表终端是对低压用户电能信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集终端或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个电能表电能信息, 并可与集中器交换数据的设备。采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。基本型采集器抄收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。 系统功能 系统主要功能包括系统数据采集、数据管理、控制、综合应用、运行维护管理、系统接口等。 1.1 数据采集 根据不同业务对采集数据的要求，编制自动采集任务，包括任务名称、任务类型、采集群组、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级、正常补采次数等信息，并管理各种采集任务的执行，检查任务执行情况。 1.1.1 采集数据类型项 系统采集的主要数据项有： （1）电能量数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等； （2）交流模拟量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； （3）工况数据：采集终端及计量设备的工况信息；
水情信息采集系统设计要求
国家防汛抗旱指挥系统二期工程水情信息采集系统设计要求 水利部水利信息中心 二○一一年七月
审定：辛立勤 审核：吴礼福刘志雨 编写：吴礼福成建国赵凯王金星耿丁蕤孙洪林王爱莉
目录 一、综述 (1) 1.1设计范围和任务 (1) 1.2设计依据 (1) 1.3设计原则 (2) 1.4设计总体要求 (3) 1.5设计控制经费 (4) 二、水文测验设施设备 (5) 2.1设计目标和内容 (5) 2.1.1 设计目标 (5) 2.1.2 设计内容 (6) 2.2技术要求 (7) 2.2.2 雨量观测项目 (7) 2.2.3 水位观测项目 (9) 2.3水文测验关键设备 (11) 2.3.1 雨量、水位观测关键设备 (11) 2.3.2 记录仪器固态存储 (17) 三、水情报汛通信设计 (18) 3.1设计目标和原则 (18) 3.1.1 设计目标 (18) 3.1.2 设计原则 (18) 3.2设计采用的关键技术 (19) 3.3报汛通信网的设计 (19) 3.3.1 结构设计 (20) 3.3.2 功能设计和技术要求 (21) 3.3.3 工作体制和信息传输协议 (24) 3.3.4 通信方式和数据传输方式 (25) 3.3.5 通信信道设计 (25) 3.3.6 几种信道的混合报汛通信网 (36) 3.3.7 已建水文自动测报系统信息的入网 (37) 3.3.8 系统的可靠性 (38) 四、水情分中心系统集成设计 (41)
4.1水情分中心的任务 (41) 4.2水情分中心系统的界面划分 (41) 4.3水情分中心系统集成设计 (41) 4.3.1 系统集成拓扑结构 (41) 4.3.2 系统集成设备配臵 (44)
基于嵌入式的室内环境信息采集系统设计.docx
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目录 题目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计 (1) 目录 (2) 摘要 (3) 关键词 (3) 前言 (3) 系统分析及其设计 (4) 一、基本原理： (4) 二、系统方案设计 (5) 三、总体设计 (7) 四、系统测试 (32) 总结 (32) 参考文献 (33) 致谢 (34)
基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计 摘要 基于嵌入式的无线传感网络是多学科的高度交叉，知识的高度集成的前沿热点研究领域。它通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端无线传感器网络的特性决定了其不需要较高的传输带宽，而要求较低的传输延时和极低的功率消耗。IEEES02．15．4／ZigBee技术是近年来通信领域中的研究热点，具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活等优势，逐渐成为无线传感器网络事实上的国际标准。 此次课设设计并实现了用无线传感器网络构成的分布式温度湿度监控系统。 关键词：嵌入式、信息采集、ZIGBEE、串口通信 前言 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严
电力用户用电信息采集系统操作手册2
采集系统终端管理操作手册 1.远程调试 1.1业务描述 从营销业务应用系统获取终端调试工单，根据调试工单内容，配合现场完成终端调试工作。 1.2操作说明 点击【基本应用】->【终端管理】->【远程调试】进入远程调试页面。 通过该功能可实现按单位、工单编号、用户类型、工单起始日期、调试结果等查询条件查询终端调试工单信息。如下图所示： 点击查询结果超链接，进入终端调试结果明细页面，如下图所示：
点击触发调试按钮，进行终端调试页面，如下图所示： 增加了调试结果记录功能，记录终端进行那几步调试；如下图所示： 成的工单进行归档。
2终端参数设置 2.1业务描述 对终端设置终端配置参数、控制参数、限值参数等，设置的参数如下：
注意：此功能页面只支持09或13规约终端进行参数设置，对于04或山东规约终端任然在终端调试功能功能菜单下操作，与在运系统业务一致。
2.2操作说明 点击【基本应用】->【终端管理】->【参数管理】->【终端参数设置】进入 终端参数设置页面，如下图所示： 【保存召测结果】按钮为将右侧的召测值保存到数据库； 【保存】按钮为将左侧的维护值保存到数据库； 【保存并下发】按钮为将左侧的维护值保存到数据库并下发到终端；
【按默认值下发】按钮为直接将数据库中终端的参数值直接下发到终端。 3软件升级 3.1软件版本管理 3.1.1终端版本召测 3.1.1.1业务描述 对升级程序版本进行管理；上传检测通过的厂家终端升级文件，对其升级目的、支持的原版本文件、升级后的新版本文件进行管理。 3.1.1.2操作说明 点击【基本应用】->【终端管理】->【软件升级】->【软件版本管理】页面，可通过单位、终端类型、终端规约等查询条件进行查询，如下图所示：
数据采集系统
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
基于物联网的数据采集系统设计
毕业设计（论文）课题基于物联网技术的数据采集终端的设计学院电子信息工程学院 专业（方向）应用电子技术 班级电子112 学号 7 姓名尹露露 完成日期2013-11 指导教师束慧
基于物联网技术的数据采集终端的设计 摘要 目前，数据采集一直是工业控制设备的主要组成部分，设计高精度的AD采集终端，对系统的性能很重要，目前随着物联网技术的不断发展，为现场信号采集和传输提供了一种新的方法，本课题在于探索和研究一种基于物联网技术的数据采集终端。本系统由单片机控制模块、AD采集模块、液晶显示模块、时钟模块、温度模块、无线通讯模块等组成，可实现现场数据的实时准确采集。 关键词：物联网技术，高精度，数据采集，通讯 Abstract At present,?the data acquisition?is the main?part of?industrial control equipment. The performance of AD?acquisition terminal?design of high precision?for the system?is very important. At present,?with the?continuous development of?the Internet of things technology. It provides a?new?method for?data acquisition?and transmission. This paper?is to explore?and study?a?IOT based?data acquisition terminal. The system is composed of MCU control module,?AD?data acquisition module, LCD module,?clock module,?temperature?module,?wireless?communication module. It can realize accurate?real-time?field data. Keywords: Internet of things technology, High precision, Data acquisition, Communication
环境安全数据采集系统设计
环境安全数据采集系统设计 1系统硬件设计 本系统硬件由控制模块、以太网模块，传感器模块，辅助模块及电源模块组成。其硬件结构框图如下图1所示。 1.1控制模块STC15F2K60S2系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期的单片机，是高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，采用第八代加密技术，加密性超强，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟，温飘较小，时钟频率宽范围可设置，可彻底声调外部昂贵的晶振和外部复位电路。现STC15系列单片机采用超高速CPU内核，在相同的时钟频率下，速度又比STC早期的1T系列单片机的速度快20％。 1.2以太网模块W5100是一款多功能的单片网络接口芯片，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用W5100可以实现没有操作系统的Internet连接。W5100内部集成有16KB存储器用于数据传输。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。 1.3传感器模块本系统使用了温湿度传感器DHT-11、烟雾传感器MQ-2以及火焰传感器实现了对环境安全的有效监测。 1.3.1火焰传感器火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器，当然火焰传感器也可以用来检测光线的亮度，只是本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接受管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到中央处理器中。 1.3.2烟雾传感器MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。当处于200~300°C温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受到该烟雾的调制而变化，
用电信息采集系统的终端设计与应用
用电信息采集系统的终端设计与应用 【摘要】用电信息采集系统是集电能计量采集、传输和处理的系统，本文概述了用电采集系统的结构和功能，并着重介绍了用电信息采集终端的设计，最后简述了用电采集系统在电力中的应用。 【关键词】用电信息采集；终端；电能计量 1 引言 用电信息采集系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统，是电力系统信息化、智能化的产物，它有效地解决了传统人工抄表效率低、出错率相对较高等特点，提高了电能计量管理系统的管理水平，安全性更好，透明程度更高，是实现用电管理的信息化、自动化、互动化的基础。 2 用电信息采集系统概述 2.1 用电信息采集系统总体结构 用电信息采集系统主要由采集主站、通信信道、现场终端组成。实用的用户是全面的，包括六大类型：100KV A及以上的大型专变用户、100KV A以下的中小型专变用户、三相一般工商业用户、单相一般工商业用户、居民用户和公用配变考核计量点等。从物理结构上可以分为5层，如图1所示。 主站层位于用电信息采集系统的最上层，是整个系统的管理中心，负责管理整个系统的数据传输、数据处理和数据应用以及系统的运行和安全，并管理与其它系统的数据交换。其主要有两个方面的功能：数据的传输功能和数据的处理功能。①数据的传输功能负责以一定的方式与电力用户的各种类型用电信息采集终端通信，可以定时自动、人工手动、主动上传等工作方式接收各用电信息采集终端的各类数据；②数据的处理功能是对各类型终端上传的数据进行判读，解包分析、处理及储存，为综合应用层提供数据分析结果，并通过用户界面直观显示。 通信网络层通过一定的数据接口（如WEB、RS232等）实现主站和数据采集层设备间的数据传输和交互功能，并可以以组网的形式存在，有远程通信网络和本地通信网络。远程通信网络用于主站与远距离的采集终端间通信，因此远程通信的带宽、可靠性和实时性都有一定要求，一般以光纤专网和230MHz无线专网为主。本地通信网络是短距离的数据传输，如现场采集终端、智能表计和监控设备之间的通信，可以采用低压电力线载波、微功率无线、RS485总线以及各种有线网络。 数据采集层和监控设备层与用电用户设备之间相连，是对用电信息数据的采集和监控。监控设备层包括智能电能表和其他智能计量监控设备，这些设备连接于用电信息采集终端。而数据采集层是用电信息采集终端，它负责管理电能信息
电力公司电力用户用电信息采集系统用户手册(DOC 81页)
新疆电力公司 电力用户用电信息采集系统 用户手册 国电南瑞科技股份有限公司 2010年11月 版本说明：在原有的基础上增加了一下功能上的说明 基本应用的单户召测功能模块； 高级应用的台区线损功能模块； 运行管理的主站异常分析功能模块；
目录 1.系统总体介绍 (5) 1.1.产品特点................................................................... 错误!未定义书签。 1.2.软硬件运行环境....................................................... 错误!未定义书签。 2.模块介绍 (5) 2.1.模块功能分类 (10) 2.2.基本应用 (12) 2.2.1数据采集管理 (12) 2.2.1.1.采集任务编制 (12) 2.2.1.2.采集质量检查 (14) 2.2.1.3.低压采集质量 (15) 2.2.1.4.设备监测 (16) 2.2.1.5.数据召测..................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1.6.手工补招..................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1.7.批量巡测 (25) 2.2.1.8.数据发布管理 (25) 2.2.1.9.原始报文查询 (26) 2.2.1.10.低压远程抄表 (27) 2.2.2有序用电管理 (28) 2.2.2.1有序用电任务编制 (28) 2.2.2.2群组设置 (28) 2.2.2.3有序用电任务执行 (30) 2.2.2.4有序用电效果统计 (30) 2.2.2.5遥控 (30) 2.2.2.6功率控制 (31) 2.2.2.7终端保电 (32) 2.2.2.8终端剔除 (33) 2.2.2.9电量定值控制 (34) 2.2.3预付费管理 (34) 2.2.3.1预付费投入测试 (34) 2.2.3.2预付费控制参数下发 (35) 2.2.3.3用户余额查看 (36) 2.2.3.4.预付费控制 (36) 2.2.3.5.催费控制 (37) 2.2.3.6预付费工况信息 (37) 2.2.3.7预付费情况统计 (37) 2.3.高级管理 (38) 2.3.1配电变检测分析 (38) 2.3.2线损分析 (38) 2.3.2.1台区用电损耗统计 (43) 2.3.3图形显示 (38) 2.3.4重点用户管理 (43) 2.3.4.1重点用户设置 (43)
数据采集系统设计
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)
5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)
摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。